药物发现的历史源远流长，自史前人类就有意识地利用和开发动植物及矿物中的资源用于治疗疾病，形成了最初的天然药物。到16世纪，人们发现了用汞治疗梅毒，可以认为是药物化学发展史的起点。在很长一段时间内，人们在作用机制不明确的情况下使用药物，后来发现的有效成分的分离、化学结构的确定及作用机制的研究开始真正推动了药物的发展。例如，鸦片的主要作用成分吗啡于1803年被分离出来，到20世纪末，明确了其作用机制，发现了其作用靶点及内源性配体，开始通过结构改造发现新型镇痛剂。

药物化学学科的形成和迅速发展始于近现代，1910年，P.埃尔利希^[注]等发现了含砷化合物可以作为抗菌药物，同时提出了受体理论及化学疗法的概念，药物化学作为一门学科开始形成。1935年G.多马克^[注]从染料中寻找抗菌药，发现了治疗链球菌感染的药物。A.弗莱明发现青霉素，后来青霉素的疗效被阐明，成为最广泛使用的抗生素，随着细菌耐药产生和耐药机制的明确，抗菌药物研究不断发展。二战期间，芥子气减缓癌细胞生长的发现，促进了肿瘤化疗药物的产生。1960年，治疗心脏病的药物β-阻滞剂被发现，成为基于作用机制且受体亚型明确的药物。2000年以来，随着人类基因组学的发展，大量的基因产物成为临床诊断依据和新药研究的靶点，新靶点的不断出现促进了药物化学研究的蓬勃发展。

药物可分为化学药物和生物药物，其中化学药物是具有药物功效并具有确切化学结构的物质，是药物化学研究的对象，包括合成的有机化合物、动植物中提取的有效成分或单体、通过发酵方法得到的抗生素和半合成抗生素，以及无机的矿物质等。药物化学的主要研究内容有药物的设计，药物的制备及其稳定性研究，药物的化学结构与生物活性或药理活性之间的关系（构效关系）、与毒性之间的关系、与代谢之间的关系，药物与生物体的相互作用方式，在生物体内吸收、分布和代谢的规律及代谢产物等。

药物化学建立在化学学科的基础上，涉及生物学和医学等各个学科的内容，必需的基本学科知识包括有机化学、计算化学、生物学等。有机化学是药物分子的合成和结构优化的基础；与生物学的交叉研究产生新的药物靶点，同时提供药效验证；以量子力学、分子力学、生物学、计算机图形学和信息科学等学科交叉融合产生了计算机辅助药物设计，基于药物靶点结构利用计算机进行新的活性化合物分子的设计或药物筛选（虚拟筛选），快速发现先导化合物或苗头化合物，并有针对性地进行化合物结构优化。多种学科的相互交叉渗透与药物化学的发展密不可分。

如何设计和合成新药是药物化学的重要内容，药物化学处于新药研发的源头地位。药物化学的主要任务有：①开发新药，进行源头创新。发现具有进一步研究开发价值的先导化合物，对先导化合物进行结构改造和优化，推动创新药物研究；或者是改造现有药物以获得更加安全有效的新药物。②对药物的性质和变化规律进行研究，为药物优化改进提供依据。研究药物的理化性质和代谢规律等，为剂型设计以及临床药学研究提供理论和实验依据。③通过研究化学药物的合成原理和合成路线，选择和设计合理的合成工艺，实现药物大规模的工业生产，促进药物产业化发展。药物化学的源头地位和基础作用体现在药物创新、药物改进、药物生产的各方面。

随着人类基因组、蛋白质组和生物芯片等研究的深入，大量的疾病相关基因被发现，药物靶点不断增加，新的药物靶点的发现往往会成为一系列新药发现的突破口，因此，药物靶点的不断发现为创新药物研究带来更多的机会。同时，新的药物设计和发现的方法不断产生和发展。计算机科学的发展，促进了药物设计的发展，在对靶点三维空间结构研究基础上，借助计算机手段进行新药分子的设计或针对靶点对化合物库进行虚拟筛选，可获得针对性强、选择性高的先导化合物或苗头化合物。药物筛选方法的改进，如高通量筛选，使大量化合物库的筛选成为可能，加速了先导化合物的发现。合成方法的改进，提供了更多的新结构物质作为药物筛选的对象，增加了发现具有新型结构的药物的可能。药物化学研究将具有广阔的前景。

药物化学在未来面临着巨大的挑战和机会。需要针对在过去传统研究中被认为难以突破的潜在药物靶点〔例如蛋白-蛋白相互作用（PPI），蛋白-核酸相互作用〕，发展先导化合物发现的技术和理论。其中一些发展趋势包括：① 蛋白-蛋白相互作用在胞内信号转导、胞内事件调控、凋亡和DNA修复等过程中起关键作用，但是发现调控PPI的活性分子一直是具有挑战性的工作。②重要蛋白家族中的多个亚型蛋白之间存在高度结构相似性和序列同源性。因此，对某一个亚型具有选择性的活性分子的发现非常困难，而具有亚型选择性的小分子工具的缺乏也造成了对亚型特异性功能的精准研究的滞后。③蛋白结构中存在的非可预测的小分子结合位点和结合模式的发现。④针对具有新型作用机制的潜在药物靶点的活性分子的发现以及靶点可行性研究。⑤非可预见型药物靶点的发现。